10-110kV高压户外等电位高压带电显示器制造技术

本实用新型专利技术涉及高压带电显示器技术领域，且公开了一种10‑110kV高压户外等电位高压带电显示器，包括能量采集模块、功率放大模块、发光显示模块、能量存储模块以及频率控制模块，所述功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块利用电磁屏蔽进行保护。该10‑110kV高压户外等电位高压带电显示器，具有如下优点：(1)采用感应原理实现验电功能，带电显示器与输电线路电位相同，二者之间不会产生电流，不影响输电线路正常运行，安全可靠；(2)先进发光方式，无需外电源，不需要频繁更换电池；(3)闪烁发光的闪烁频率适合人眼观察，在高压基地试验现场远距离观测效果明显；(4)发光模块寿命大于80000小时；(5)重量轻，总重不超过1公斤，只需固定一个点。

10-110kv high voltage outdoor equipotential high voltage live display

【技术实现步骤摘要】
10-110kV高压户外等电位高压带电显示器
本技术涉及高压带电显示器
，具体为一种10-110kV高压户外等电位高压带电显示器。
技术介绍
安全是生产过程中的重中之重，对于危险性的作业尤其重要。在电能的生产、传输、分配及使用的全过程，安全工作都不可忽视。电力系统中，为了保证电网的安全可靠运行，必须对电网中各种电气设备进行定期维护及停电检修。很多人身死亡事故、设备损坏事故和电网事故，都是因为带电体没有明显的警示，使工作人员误触带电体、误合接地开关等引起的。如果带电体上能够明显地显示出它是否带电，将会使作业人员的安全、设备的安全和电网的安全更加有保障。因此，实现电网设备的带电警示，对防止人身伤亡事故、设备事故和电网事故的发生就有着非常重要的作用，为此，我们提出了一种10-110kV高压户外等电位高压带电显示器。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，具备安全性能高等优点，解决了现有技术安全性能等级较低的问题。为实现上述安全性能高等目的，本技术提供如下技术方案：10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，包括能量采集模块、功率放大模块、发光显示模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中，能量采集模块与功率放大模块电路相连；功率放大模块与发光显示模块电路相连；功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块电路又依次连接并且共同利用电磁屏蔽进行保护。优选的，所述能量采集模块采用电容式集能转换器，电容式集能转换器利用了静电感应原理和耦合原理，静电感应原理利用静电感应现象采集能量。优选的，所述10-110kV高压户外等电位高压带电显示器还包括适用于带电显示器系统的保护电路。优选的，所述保护电路为稳态保护电路采用固态继电器和预稳压电路，瞬时保护电路采用瞬变抑制二极管，稳压电路采用的是宽电压输入。优选的，所述电磁屏蔽包括抗电磁干扰和三防系统采用κ基体上堆放的电力电子半导体芯片通过多芯片组装以此屏蔽电磁干扰。优选的，所述功率放大模块选用OTL功率放大电路对能量采集模块采集的能量进行放大处理，其电路前端为输入信号，后端为输出信号；T1为前置放大级；T2、T3是一对参数对称的晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路，T2为NPN晶体三极管、T3为PNP型晶体三极管；R6、D1、D2支路为T2、T3提供静态偏置电压，使T2、T3管处于导通状态，动态情况下消除输入电压幅度较小时由于三极管死区引起的交越失真；OTL互补对称式输出电路静态时，T2管的射极电压为1/2VCC。优选的，所述频率控制模块主要由三相不可控整流电路、H桥逆变电路、输出滤波器和串联谐振电路组成。与现有技术相比，本技术提供了一种10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，具备以下有益效果：(1)采用感应原理实现验电功能，带电显示器与输电线路电位相同，二者之间不会产生电流，不影响输电线路正常运行，安全可靠；(2)先进发光方式，无需外电源，不需要频繁更换电池；(3)闪烁发光的闪烁频率适合人眼观察，在高压基地试验现场远距离观测效果明显；(4)发光模块寿命大于80000小时；(5)重量轻，总重不超过1公斤，只需固定一个点，安装方便。附图说明图1为本技术系统示意图；图2为本技术能量采集输出调整电路图；图3为本技术带电显示器放大电路图；图4为本技术频率控制系统结构图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-4，10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，包括能量采集模块、功率放大模块、发光显示模块、能量存储模块以及频率控制模块，功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块利用电磁屏蔽进行保护，能量采集模块采用电容式集能转换器，电容式集能转换器利用了静电感应原理和耦合原理，静电感应原理利用静电感应现象采集能量，系统中的能量采集是通过集成一个低损耗整流器和一个高效率降压型转换器，以通过收集环境中产生的高压线路耦合能量，然后将这种能量转换成良好调节的输出，为发光元件组件提供能量。该能量采集模块为直接对电压波形整流以及在一个外部存储电容器中存储所采集的能量而设计，同时通过一个内部并联稳压器消耗任何过多的功率。具备宽迟滞窗口的超低静态电流欠压闭锁模式使电荷能够在存储电容器上积累，直至降压型转换器可以高效率地将一部分存储的电荷传送给输出为止。在无负载休眠状态时，可调节输出电压，同时连续给存储电容充电；功率放大模块选用OTL功率放大电路对能量采集模块采集的能量进行放大处理，如图3所示，其电路前端为输入信号，后端为输出信号。T1为前置放大级，T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，组成互补推挽OTL功放电路。R6、D1、D2支路为T2、T3提供静态偏置电压，使T2、T3管处于导通状态，动态情况下可消除输入电压幅度较小时由于三极管死区引起的交越失真。OTL互补对称式输出电路静态时，T2管的射极电压为1/2VCC，这样在输入信号变化时，可在输出端得到较为对称的输出波形；采用由IGBT组成的电路来产生大功率正弦信号，该信号经升压变压器升压及高压串联谐振电路放大后，电压等级可达高压、超高压、特高压级别。建立了调频式谐振特高压试验电源的数学模型，并在此基础上提出了电压调节自调整比例–积分(proportional-integral，PI)控制方法和一种新的PI锁相自动调频的方法，从而实现整个系统的调压和调频，我们所提的控制方法有利于消除系统的稳态误差和提高系统的动态性能，易于工程实现，实验结果表明其有效性。频率控制系统结构主要由三相不可控整流电路，H桥逆变电路，输出滤波器，串联谐振电路组成；由于显示器长时间在户外工作，环境恶劣，所以需要考虑系统的“三防”设计(防潮、防震、防紫外线)。对于显示器的各个功能模块，最终将集合成一个单独的集成电路(IC)或混合集成电路(HIC)。除了提高散热效率、减少体积、加快反应速度、增强准确度外，极大地增强了系统的防潮、防震、防尘能力；这对适用于各种恶劣户外环境的显示器非常重要。但于此同时，电路的抗电磁干扰能力和在超高压环境下的绝缘能力有所下降。系统采用的各种半导体材质芯片，很容易受到超高压输电线周围的强电磁波干扰，而产生局部放电和感应电流，干扰信号处理芯片的输入信号质量，严重时，可能烧毁芯片。因此抗电磁干扰要从电子元件的选择和电路的设计两方面着手。首先考虑现有的绝缘栅双极晶体管(IGBT)、功率场效应晶体管(PowerMOSFET)和触发光控晶闸管(PhotoninitiatedThyristor)；当现有工艺仍不能满足要求时，可以考虑定制高压低漏电率κ的半导体元件。综上所述，该10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，克服了现有高压带电显示器存在对地绝缘击穿、只能在户内使用、需要外加工作电源、传感器远离带电体(信号易受干扰)等缺点，可以有效地防止作业人员误入带电间隔、误合地刀，有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.10‑110kV高压户外等电位高压带电显示器，其特征在于：包括能量采集模块、功率放大模块、发光显示模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中，能量采集模块与功率放大模块电路相连；功率放大模块与发光显示模块电路相连；功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块电路又依次连接并且共同利用电磁屏蔽进行保护。

【技术特征摘要】
1.10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，其特征在于：包括能量采集模块、功率放大模块、发光显示模块、能量存储模块以及频率控制模块，其中，能量采集模块与功率放大模块电路相连；功率放大模块与发光显示模块电路相连；功率放大模块、能量存储模块以及频率控制模块电路又依次连接并且共同利用电磁屏蔽进行保护。2.根据权利要求1所述的10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，其特征在于：所述能量采集模块采用电容式集能转换器，电容式集能转换器利用了静电感应原理和耦合原理，静电感应原理利用静电感应现象采集能量。3.根据权利要求1所述的10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，其特征在于：所述10-110kV高压户外等电位高压带电显示器还包括适用于带电显示器系统的保护电路。4.根据权利要求3所述的10-110kV高压户外等电位高压带电显示器，其特征在于：所述保护电路为稳态保护电路采用固态继电器和预稳压电路，瞬时保护电路采用瞬变抑制二极管，稳压电路采用的是宽电压输入。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊德，窦巍，展飞，史金刚，喇先寿，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司西宁供电公司，
类型：新型
国别省市：青海,63